华南理工大学化学工程考研十年真题-传热大题

华工争论生入学考试化工原理传热大题华工争论生入学考试化工原理传热大题1/14(2023)〔20分〕水以1.2m/s的流速通过内径为25mm长5m的串联换热器，管内外表的温度维持在320K。水的入口温度为290K。问水的出口温度为多少？假设将4根制成列管换热器，水的流量和其他条件不变，出口水温是否还能到达原要求？值〕2/14华工争论生入学考试 化工原理 传热大题(2023)〔20分〕在一垂直放置的套管换热器内〔38×3mm,换热管有3m90℃有机蒸汽。夏天操作时，冷水进口温度为28℃，出口温度为48℃。冬天时冷水进口温度降为15℃，其流率仍和夏天求：冬天操作时冷水出口温度为多少？冬天操作时有机蒸汽的冷凝量将比夏天时的增大百分之几？将如何变化？华工争论生入学考试化工原理传热大题华工争论生入学考试化工原理传热大题10/14成饱和液体，塔顶蒸气量为0.4kg/s，其平均潜热为1048kJ/kg，饱和温度78℃，3000W/m2.℃。设计冷却水的进出口温度分别为2535℃，其平均比热容为4.174kJ/kg.4Pas，0.62W/m.℃。①求冷却水的用量；②某厂供给参数一样但管程不同的两种列管冷凝器，一种型号为单管程，另一种为双管程，列管数100根，管长1.2m,管径Φ23×1.5，计算确定是否两种型号冷凝器均能完成冷凝任务。〔注：管壁热阻及污垢热阻均可无视不计〕〔2023〕四．〔18分〕一单壳程单管程列管换热器，管束由长3m，直径为φ25×2.5mm的钢管组成。苯在换热器管内流淌，流量为1.5kg⋅s-1，由80℃冷却30℃20℃50℃水侧和苯侧的对流外表传热系数分别为1700W⋅m-2⋅℃-1和900W⋅m-2⋅℃1.9kJ⋅kg-1⋅℃-1，钢的热传导系数为45W⋅m-1⋅℃1〕所需的传热速率多大？传热平均温差多大？该操作条件下换热器的总传热系数多大？该列管换热器换热管子数为多少？.下：管子规格为φ25mm×2.5mm的钢管，管长为1.5m，管子数为38根。壳λ=0.029W/〔m·K〕;μ=0.02cp试求：?如使用此换热器时空气的实际出口温度为多少？95℃，则该换热器在构造和操作上应实行什么措施？(用计算等说明)〔受锅炉压力所限，蒸汽温度不能再提高〕注：①计算中可无视管壁及污垢热阻，热损失也无视不计，②可无视空气物性随温度的变化。〔2023〕〔20分〕某酒精精馏厂，塔顶馏出液冷凝器中有25×2.550管外为饱和蒸气冷凝，试求：hi。60根的换热器拟作备用品，假设保持冷却水进出口温度不变，问该备用品是否合用(用计算等说明)？作条件使之满足生产要求？水物性数据可取为Cp=4.174k/ kg·,ρ=995.7kg/3〔m·K,μ=0.8cp〔2023〕3〔20分〕流量为9.17kg/s和温度为20℃的水在面积50m2列管换热4045℃。但换热器投温度降为38℃，求〔1〕前后总传热系数转变多少？〔2〕换热器的污垢热阻为多少？〔3〕假设冷、热流体的对流传热分系数的比值为1：3，为了提高传热总系数，你认为提高哪一种流体的传热分系数更有效，为什么？〔2023〕〔23分〕用一套管换热器将2023kg/h的甲苯饱和蒸气〔110oC〕冷363KJ/kg16oC5000kg/h的流量进入套管内管〔50mm〕作强制湍流流淌，其传热膜系数为1740w/(m2K)。水4.19KJ/(kgoC)，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。求冷却水的出口温度及套管管长。由于气候变化，冷却水的进口温度上升到25oC，试计算换热器的热负荷变化〔以%表示。无视物性参数的变化。水出口温度与未上升时相比方何，计算出热负荷增加或削减的百分数。〔2023〕〔18分〕100根252.5mm钢管组成，空气走管

；水蒸气在壳程冷凝，放出冷空

1〕试水气K约为多大？2〕其他条件不变，只将该换热2K增大多少？3〕其他条件不变，只将原换热K增大多少？〔2023〕五、一列管式换热器，壳程120℃的蒸气冷凝放热，将管中20℃的空气加热到80℃，假设将该换热器改为双管程，其它条件不变，设空气作完全湍流，物性随温度的变化可无视，此时空气的出口温度为多少？〔2023〕2.锅炉的蒸发量为9080kg/h，要求进入锅炉的水温为65℃，但原水温〔85.48w/m·℃0.3m/s。求：换热器面积；假设因空间限制，管长不能超过25m，换热器如何设置？300311322333344748097114120〔2023〕〔15分〕油以1m/s的流速通过一管壳式换热器的管内，由300K加但由于污垢，内径现减为38mm，基于此内径的管壁加上垢层热阻为0.0009m2·K/W。在同样条件下〔油进出口温度和蒸汽温度不变〕测得油的流速1m/s300311322333344748097114120油温(K)油侧αi〔W/m2·K〕1.9KJ/kg·K900kg/m3，蒸汽侧的热阻可无视。求所需的管长，依据所得的结果〔如管子太长或太短应用可行。〔2023〕〔8分〕r1L的圆管敷设一绝热层，假设绝热层〔绝rλ〕t，温度为tt2 W1 f W2流传热计算式，试推导出稳态通过绝热层的热损失速率Q〔用α、λ、r、r、1、 2

tQ。假设α、λrLttW1 f 1、 W1 fr增加，是否热损失Q总是削减，假设不是，求出热损失最大时的绝热层外半径2rr，Q2 2〔2023六﹑10000W/(m2K)，空气走管内，其传热膜系数为50W/(m2·K)。已测得空气的进出口温度分别为℃，蒸汽在饱和温度下120℃冷凝为饱和水并准时排走。无视管1 2壁和污垢热阻﹑空气温度转变引起的物性变化和热损失(假定